Question

【化學(xué)——選修2：化學(xué)與技術(shù)】（15分）

煤是重要的能源，也是生產(chǎn)化工產(chǎn)品的重要原料。試用所學(xué)知識(shí)，解答下列問(wèn)題：

（1）煤的轉(zhuǎn)化技術(shù)包括煤的氣化技術(shù)和液化技術(shù)。

煤的液化技術(shù)又分為 和

（2）在煤燃燒前需對(duì)煤進(jìn)行脫硫處理。煤的某種脫硫技術(shù)的原理如下圖所示：

這種脫硫技術(shù)稱為微生物脫硫技術(shù)。該技術(shù)的第一步反應(yīng)的離子方程式為 ；第二步反應(yīng)的離子方程式為 。

（3）工業(yè)煤干餾得到的產(chǎn)品有焦炭、 、 等。

（4）濕式石灰石—石膏法脫硫工藝是煙氣脫硫技術(shù)中最成熟的一種方法。其工藝流程是：煙氣經(jīng)鍋爐預(yù)熱器出來(lái)，進(jìn)入電除塵器除掉大部分粉煤灰煙塵，再經(jīng)過(guò)一個(gè)專門的熱交換器，然后進(jìn)入吸收塔，煙氣中的SO2與含有石灰石的漿液進(jìn)行氣液接觸，通入空氣后生成石膏，經(jīng)脫硫的煙氣，應(yīng)用循環(huán)氣體加熱器進(jìn)行再加熱，進(jìn)入煙囪，排入大氣。

①寫出濕法石灰石—石膏法脫硫所涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式___________________________________。

②用石灰石漿液作SO2吸收劑而不用熟石灰吸收SO2的原因是____________________________________

③上述過(guò)程中得到的石膏，如果含氯化合物(主要來(lái)源于燃料煤)超過(guò)雜質(zhì)極限值，則石膏產(chǎn)品性能變壞。工業(yè)上消除可溶性氯化物的方法是____________________________。

（5）某化學(xué)興趣小組為了測(cè)定煙氣脫硫所得石膏的組成(CaSO4·xH2O)即測(cè)定x值，做如下實(shí)驗(yàn)：將石膏加熱使之脫水，加熱過(guò)程中固體的質(zhì)量與時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。

數(shù)據(jù)表明當(dāng)固體的質(zhì)量為2.72g后不再改變。①石膏的化學(xué)式為_(kāi)______________。②圖像中AB段對(duì)應(yīng)化合物的化學(xué)式為_(kāi)________________。

Answer 1

（15分）

（1）直接液化技術(shù) （1分） 間接液化技術(shù)（1分）

（2）2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42- （2分）

4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O (2分)

（3）焦?fàn)t煤氣、粗氨水（煤焦油） （2分）

（4）①CaCO3+SO2=CaSO3+CO2 （1分） 2CaSO3+O2=2CaSO4 （1分）

②用石灰石漿液的成本較低（1分） ③用水洗滌（1分）

（5）①CaSO4·2H2O(1分) ②2CaSO4·H2O（2分）

【解析】

試題分析：（1）煤的液化技術(shù)包括直接液化和間接液化技術(shù)；

（2）過(guò)量流程圖，F(xiàn)eS2在微生物的作用下，與氧氣反應(yīng)生成亞鐵離子和硫酸根離子，根據(jù)電荷守恒，則產(chǎn)物中有氫離子生成，所以反應(yīng)物中有水參加，則反應(yīng)的離子方程式為2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42-；

亞鐵離子在微生物的作用下繼續(xù)與氧氣反應(yīng)生成鐵離子和水，離子方程式是4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；

（3）根據(jù)煤干餾的主要產(chǎn)品有焦?fàn)t煤氣、粗氨水、粗苯、煤焦油、焦炭；

（4）①濕法石灰石—石膏法脫硫是SO2與含有石灰石的漿液進(jìn)行氣液接觸，發(fā)生CaCO3+SO2=CaSO3+CO2，通入空氣后生成石膏，發(fā)生2CaSO3+O2=2CaSO4；

②石灰石是自然界存在的物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為氫氧化鈣需要進(jìn)行化學(xué)處理，成本較高，所以不用熟石灰吸收二氧化硫；

③硫酸鈣微溶于水，而該氯化物是可溶性的，所以用水洗滌即可除去石膏中的可溶性氯化物；

（5）由圖可知，3.44g固體質(zhì)量變?yōu)?.72g時(shí)，減少的質(zhì)量為水的質(zhì)量，所以3.44g固體中結(jié)晶水的質(zhì)量是3.44g-2.72g=0.72g，物質(zhì)的量是0.04mol，則3.44g/(136+18x)g/mol=0.04/xmol,解得x=2，所以石膏的化學(xué)式是CaSO4·2H2O；固體質(zhì)量從2.90g減少到2.72g，則水的質(zhì)量減少2.90g-2.72g=0.18g，物質(zhì)的量是0.01mol，說(shuō)明A時(shí)固體中結(jié)晶水的物質(zhì)的量是0.01mol，而硫酸鈣的物質(zhì)的量是0.04/2mol=0.02mol，則AB段物質(zhì)中硫酸鈣與水的物質(zhì)的量之比是0.02:0.01=2:1，所以AB段固體的化學(xué)式為2CaSO4·H2O。

考點(diǎn)：考查對(duì)工藝流程的分析，煤脫硫工藝的應(yīng)用，對(duì)圖像的分析與計(jì)算